自卸汽車液壓舉升機構(gòu)設(shè)計

自卸汽車液壓舉升機構(gòu)設(shè)計

1結(jié)構(gòu)型式設(shè)計對于自洗車來說，液體提升機構(gòu)的設(shè)計和計算是幾個重要提升汽車的共同問題。因此，提升裝置是自洗車的重要設(shè)備，直接關(guān)系到自洗車的使用性和整體配置。舉升機構(gòu)要有很好的動力性,卸料過程平衡協(xié)調(diào),滿足結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠的要求。目前,在自卸車行業(yè)有多種結(jié)構(gòu)型式。其中,中輕型自卸汽車多采用結(jié)構(gòu)比較簡單、布置尺寸較小的舉升機構(gòu),如加伍德機構(gòu)(D式);中、大型自卸汽車多采用油壓特性曲線較好的舉升機構(gòu),如馬勒里機構(gòu)(T式);大型自卸汽車多采用舉升力系數(shù)較小的舉升機構(gòu),如浮動油缸連桿放大組合式(F式和Z式)等。隨著重型車的發(fā)展,特別是對大噸位的自卸汽車的需求,F式舉升機構(gòu)的應(yīng)用尤為廣泛。該機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較緊湊,橫向剛度好,機構(gòu)效率較高,舉升時轉(zhuǎn)動圓滑,桿系受力合理,能夠較好的克服舉升時起紿壓力過高的現(xiàn)象,并可通過較短的油缸行程來達到較大的舉升角度;車廂受力狀況較好,能夠充分利用后橋至駕駛室后的空間,有利于總體布置設(shè)計。本文闡述該舉升機構(gòu)各參數(shù)的計算過程及其約束條件,最大限度地滿足舉升力強、油壓低、構(gòu)件受力小等要求。2自動駕駛車輛促銷單元設(shè)計2.1角板連桿與車箱底架組成線自卸汽車舉升機構(gòu)的工作原理如圖所示。該機構(gòu)由車箱、拉桿(DB)、三角板連桿(OA、AB、BO)、機構(gòu)油缸(CA)及車箱底架等組成。車箱與車箱底架鉸接于K點;三角板連桿OAB與車箱底架鉸接于O點;拉桿(DB)與車箱鉸接于D點;液壓缸(CA)與三角板連桿(OAB)及車箱分別鉸接于A點和C點。當(dāng)液壓油通過分配閥進入油缸下腔時,推動液壓缸的活塞,通過活塞作用于A點,這時機構(gòu)中的三角板連桿受到油缸作用,同時,通過拉桿在三角板連桿B點產(chǎn)生拉力,二力作用使三角板連桿繞O點順時針旋轉(zhuǎn),即在車箱底板C點產(chǎn)生推力,從而使車箱底板(車箱)通過翻轉(zhuǎn)軸K點轉(zhuǎn)動,從而達到舉升的目的。2.2宣傳系統(tǒng)的設(shè)計和計算舉升機構(gòu)如圖所示。2.2.1直角坐標系的建立首先,確定車箱的最大舉升角αm(最大傾角αm根據(jù)物料安息角來定)和車箱及貨物中心到后翻轉(zhuǎn)軸R點的水平距離a。建立直角坐標系,以后翻轉(zhuǎn)軸R點為原點,水平方向向左為X軸的正方向,垂直向上為Y軸的正方向,確定各點:R點為(0,0)即后翻中心,三角板連桿(OAB)與車箱底架鉸接點O(x1,y1);三角板連桿(OAB)與油缸(CA)下支座鉸接點A(x2,y2);三角板連桿(OAB)與拉桿(DB)鉸接點(x3,y3);拉桿(DB)與車箱底板鉸接點D(x4,y4);油缸(CA)上支點與車箱底板鉸接點C(x5,y5)。通過建立直角坐標系,確定了機構(gòu)中各點的坐標,在機構(gòu)中就可保證各運動協(xié)調(diào),不發(fā)生干涉,并在允許范圍內(nèi)變化。由以上確定的各坐標點及參數(shù),可以得出油缸的安裝長度L0=AC;當(dāng)車箱的角度為α?xí)r,油缸的長度為LM,油缸的行程S=LM-L0。2.2.2角板連續(xù)力的力學(xué)特性如圖所示,在舉升過程中,舉升機構(gòu)受到了貨物的質(zhì)量G的作用。該質(zhì)量作用在車箱底板上,這時,車箱底板上受到了油缸的推力F及拉桿的拉力f。以車箱底板為研究對象,根據(jù)力學(xué)理論,推力F和拉力f的合力通過兩力交點R,合力f1,方向通過OR,對翻轉(zhuǎn)軸R點取力矩,得式中G———貨物質(zhì)量L3———合力f1對R點的力臂我們再以三角板連桿為研究對象。三角板連桿受到合力f1、油缸推力F和拉桿拉力f三種力的作用。對三角板連桿B點取力矩,得式中F———油缸的推力L2———油缸推力到B點的力臂L1———合力f1到B點的力臂舉升力系數(shù)K是表示舉升機構(gòu)力效率的參數(shù),是舉升過程中液壓缸推力F與貨物質(zhì)量G的比值,即K=F/G。隨著車箱傾角的增大,G值減小,K值是變化的。在機構(gòu)選型時,K值不是唯一的指標,還需綜合考慮橫向剛度,機構(gòu)質(zhì)量利用系數(shù)、工作可靠性、平穩(wěn)性、成本等方面的因素。根據(jù)確定的舉升機構(gòu)各參數(shù)、車箱舉角的不斷變化,用計算或作圖法可以得出不同的L1、L2、L3和a各值,從而確定不同角度的舉升力系數(shù)K值。2.2.3對三大流量鋼束的應(yīng)力分布要使貨物質(zhì)量在車箱繞R點轉(zhuǎn)動,所需的液壓缸推力為式中ηm———液壓系統(tǒng)效率取三角連桿為研究對象,對O點取力矩得式中L5———拉桿對O點的力臂L4———油缸推力對O點的力臂f———拉桿的拉力不同角度拉桿的拉力不同,不同角度L4,L5的長度也不同,可通過作圖法得到拉桿最大拉力。2.2.5d臂的直徑由F=PA=πd2p/4得式中d———油缸直徑P———油泵工作壓力A———油缸截面積2.2.6油泵批量的確定2.2.6.1油泵的工作壓力由液壓缸的工作壓力選擇油泵的壓力,而液壓缸的工作壓力為2.2.6.2油泵排量計算式中g(shù)———油泵排量t———設(shè)計的舉升時間n———油泵的額定轉(zhuǎn)速S———油缸的行程2.2.6.3實際舉升時間的計算2.2.7最小壓力測定最理想的油壓特性是油缸工作壓力的最大值,應(yīng)在α(舉升角)小于15°范圍,最小壓力應(yīng)在30°～45°之間。式中Mi———不同舉升角度的油缸工作壓力Fi———不同舉升角度油缸的推力d———油缸內(nèi)徑2.2.8液壓系統(tǒng)分辨率的確定較理想的舉升機構(gòu)m應(yīng)小于0.2式中m———油壓波動系數(shù)Mmax———舉升過程中液壓系統(tǒng)最大工作壓力M均———舉升過程中液壓系統(tǒng)工作壓力的平均值2.2.9系統(tǒng)安全系數(shù)的確定系統(tǒng)安全系數(shù)反映了油缸的舉升能力,系統(tǒng)安全系數(shù)越大越好,但過大造成系統(tǒng)浪費。式中K1———系統(tǒng)安全系數(shù)2.3結(jié)構(gòu)抗拉應(yīng)力這里只對拉桿及三角連接板進行分析。拉桿在舉升機構(gòu)中起到平衡力的作用,即拉桿受拉,不存在拉桿失穩(wěn),故只考慮拉桿元件的抗拉應(yīng)力,而拉桿結(jié)構(gòu)抗拉應(yīng)力最小處在兩端頭,因此只考慮端部截面的抗拉應(yīng)力σ1。設(shè)拉桿的材料抗拉強度為σb,則計算結(jié)果應(yīng)滿足σb>σ1。三角連接板在舉升機構(gòu)中是主要受力元件,它的強度好壞直接影響整個機構(gòu)的運行;三角連接板的每一斷面的抗拉應(yīng)力應(yīng)大于三角連接板在實際機構(gòu)運動過程中所受到的最大拉力;三角連接板抗拉應(yīng)力最小處應(yīng)為三角連接板的三個端頭。因此,該截面的抗拉應(yīng)力為σ2。設(shè)三角連接板的材料的抗拉強度為σ3,則σ3>σ2。3舉升機構(gòu)的設(shè)計綜上所述,自卸汽車舉升機構(gòu)的設(shè)計要綜合考慮,不同的舉升機構(gòu)形式有不同的舉升效果,既要使機構(gòu)所占的位置小,又要使機